高中化学物质检验实验方案的设计简答题

Ⅰ.羰基硫（COS）可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害，其分子结构和CO₂相似。
（1）羰基硫（COS）的电子式为：______________。
（2）羰基硫（COS）用氢氧化钠溶液处理及利用的过程如下：

已知A是一种正盐，则A的化学式为______________；若气体a为单质，
反应II的离子方程式为________________________________________________。
Ⅱ.海水中含有丰富的镁资源。锂（Li）与镁元素性质相似。
（1）物质的量为0.10 mol的锂在只含有N₂和O₂混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量m克，m的取值范围是                 ；
（2）锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池。某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO₂），充电时LiCoO₂中Li被氧化，Li^＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C₆）中，以LiC₆表示。电池反应为LiCoO₂＋C₆CoO₂＋LiC₆，则放电时电池的正极反应为                                。
（3）为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。

①在上述溶解过程中，S₂O₃^2－被氧化成SO₄^2－，LiCoO₂在溶解过程中的化学反应方程式为           。
②调整pH=5-6的目的是                                                       。

工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO₂)来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO₄·H₂O)，其主要流程如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

 
（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。
（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。

某溶液的溶质是由下列中的几种离子构成：Na^＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Ba^2＋、CO₃^2－、AlO₂^－、SO₃^2－、SO₄^2－。取该溶液进行有关实验，实验步骤及结果如下：
①向溶液中加入过量稀盐酸，得到气体甲和溶液甲；
②向溶液甲中加入过量NH₄HCO₃溶液，得到白色沉淀乙、气体乙和溶液乙；
③向溶液乙中加入过量Ba(OH)₂溶液，得到白色沉淀丙、气体丙和溶液丙。
④检验气体甲、气体乙、气体丙，都只含有一种成份，而且各不相同。
请回答下列问题：
（1）只根据实验①能得出的结论是                                      ；
（2）沉淀丙中一定含有            ，可能含有                 。
（3）该溶液中肯定存在的离子有                                     。
（4）气体甲的化学式为        ；气体乙的名称为          ；气体丙的分子几何构型是             ；
（5）向溶液甲中加入NH₄HCO₃溶液至过量，该过程中发生的离子方程式为                        ；                                 。

盐酸、硫酸、硝酸是中学阶段常见的三种强酸。现就三大强酸与金属铜的反应回答问题：
（1）我们知道，稀盐酸与Cu不反应，但在稀盐酸中加入H₂O₂后，则可使铜顺利溶解，该反应的化学反应方程式为                                              。
（2）在一定体积的18mol/L的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积             （填“大于”“等于”或“小于”）100mL，你认为其主要原因是                                                  。
（3）甲同学取一定量的铜与浓硝酸反应，发现有红棕色的气体生成，甲同学认为红棕色的气体一定是NO₂，但是测量该实验产生的红棕色气体的摩尔质量，发现并不等于46g/mol。请结合化学反应方程式分析所有可能的原因                                       。
（4）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，对于前者呈绿色的原因甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号）                  
①加热该绿色溶液，观察颜色变化         
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化     
④向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色

工业上设计将VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂杂质除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

请回答下列问题：
（1）步骤①所得废渣的成分是          （写化学式），操作I的名称        。
（2）步骤②、③的变化过程可简化为（下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂）：
R₂(SO₄)_n (水层)+ 2nHA（有机层）2RA_n（有机层） + nH₂SO₄  (水层) 
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是                                                     。
③中X试剂为                            。
（3）④的离子方程式为                                      。
（4）25℃时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
钒沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为             ；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)₃沉淀，则溶液中c(Fe³⁺)<           。〖已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)₃]=2.6×10^-39〗
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有              和                      。

(13分)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质）。某课题以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵：

已知：
ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有、两种主要存在形式，易水解，有较强氧化性。
ⅱ．CeO₂不溶于稀硫酸
ⅲ．硫酸铁铵［aFe₂(SO₄) ₃·b(NH₄) ₂SO₄·cH₂O］广泛用于水的净化处理。
（1）．操作Ⅰ的名称是       　　   ，检验硫酸铁铵溶液中含有NH₄⁺的方法是：              　。
（2）．反应①之前先要洗涤滤渣B，其目的是为了除去　　　　　　　　　　　（填离子符号）。
（3）．写出反应①的化学方程式     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）．用滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度。

滴定时所用定量仪器的读数精确为  　；若所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则测得该Ce(OH)₄产品的质量分数   　　。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（5）．称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO₃)₂溶液100mL，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为    　　　　。

(12 分)硫酸钠-过氧化氢加合物()的组成可通过下列实验测定：①准确称取1. 7700  样品，配制成100. 00  溶液A。②准确量取25. 00 溶液，加入盐酸酸化的溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0. 5825 。③准确量取25. 00 溶液，加适量稀硫酸酸化后，用0. 02000 溶液滴定至终点，消耗溶液25. 00 mL。与反应的离子方程式如下：

(1)已知室温下的=1.1×10^-10，欲使溶液中≤1.0×10^-61，应保持溶液中≤1. 0×10^-6 ，应保持溶液中≥。
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化， 被还原为，其离子方程式为。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。

(4分)除杂(括号内为杂质)

序号	物质	除杂试剂
（1）	CO2（HCl）
（2）	Fe2O3（Al2O3）
（3）	NaCl溶液（MgCl2）
（4）	NO气体（NO2）

 

有一包白色固体粉末，由CaCO₃、Na₂SO₄、KCl、Ba(NO₃)₂、CuSO₄中的几种物质组成，取样品进行如下实验（假设下列过程中，能反应的物质之间的反应恰好完全）：

（1）步骤“①”所用分离方法叫做              ，要从步骤②所得“无色溶液”中提取溶剂，所用分离方法叫做              。
（2）写出实验过程中发生化学反应的离子方程式                         。
（3）固体粉末中一定不存在的物质是（填化学式，下同）            ；一定存在的物质是                    。
（4）将固体粉末可能的组成填入下表（可以不填满，也可以再补充）

序号	化 学 式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ

（5）设计一个实验，进一步确定混合物的组成，简述实验操作、现象和结论。

某同学从网络上了解到菠菜中富含可溶性的两类正盐：草酸盐和碳酸盐。该同学欲用实验验证这一事实并检测其中草酸盐的含量。查阅资料得知草酸（H₂C₂O₄）是一种二元有机弱酸，具有较强的还原性；草酸钙（CaC₂O₄）不溶于水能溶于稀硫酸。请回答下列问题：
（1）该学生将菠菜研磨成粉末、热水浸泡、过滤得到澄清溶液A。研磨菠菜使用的实验仪器的名称为            。
（2）设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐，补充完成预期现象和结论。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：调节溶液A至弱碱性，滴加足量CaCl2溶液。	①出现白色沉淀，说明菠菜中                               。
步骤2：取步骤1的沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸，沉淀完全溶解，并将产生的无色无味的气体通入澄清石灰水中。	②                        。
步骤3：向步骤2得到的溶液中滴加几滴高锰酸钾溶液。	③                        。

（3）欲准确测定菠菜中草酸盐的含量
①操作：取m g菠菜样品，将其中草酸盐全部转化为CaC₂O₄沉淀分离出来置于烧杯中，用过量的稀硫酸完全溶解后，溶液转入     中并加水配制成250mL溶液。每次移取25．00mL该溶液于锥形瓶中，用0．0100mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定，平均消耗标准溶液V mL。KMnO₄滴定实验时发生的离子方程式为    。
②计算：菠菜中草酸盐（以C₂O₄^2－计算）的质量分数为（可以只列式不化简）      。
③误差分析: 下列操作会使测定结果偏高的是       。
A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒就加水定容
B．锥形瓶未干燥就加入待测液进行滴定
C．未用标准液润洗就加入标准液开始滴定
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
E．滴定后俯视读数

研究碳及其化合物的性质和用途是中学化学的任务之一。
I．某兴趣小组在实验室中制备碳酸钠溶液。方案如下：步骤一，取25 mL一定浓度的NaOH溶液，通人CO₂气体至过量；步骤二，加热煮沸步骤一所得溶液；步骤三，另取25 mL相同浓度的NaOH溶液与步骤二所得溶液混合，即得碳酸钠溶液。
（1）完成步骤一可选的化学试剂有：稀盐酸、NaOH溶液、大理石、饱和碳酸钠溶液、稀硫酸、饱和碳酸氢钠溶液等，需要的装置如下所示。

①各装置正确的连接顺序为          （用a、b、c、d表示）。
②检查整套装置气密性的方法是                   。
③装置A中常用药品为          ；装置C中化学药品的作用是         。
（2）写出步骤三中发生反应的离子方程式                   。
（3）有同学提出“步骤二”没有必要，请你简述自己的看法                。
Ⅱ．实验室用纯碱和盐酸处理某种蛇纹石（已知蛇纹石中含有MgO、SiO₂．CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃等氧化物）模拟制备氧化镁的流程如下：

（1）过滤需要的玻璃仪器有             。
（2）沉淀Ⅱ的成分为               ，请用离子方程式表示生成沉淀的过程         （写出一个即可）。
（3）纯碱溶液中所有离子浓度的大小关系为                  。
（4）已知l0%的纯碱溶液密度为1．06g／cm³，则其物质的量浓度为____        ，

水是生命之源，万物之基，是人类最宝贵的自然资源
（1）我国规定水质各种指标的主要要求为：a．不得呈现异色：b．不得有异味：C．水应澄清透明：d．不得含有细菌和病毒。前两项指标可以利用活性炭的____作用来实现：后两项指标可以通过加入消毒剂、絮凝剂反应、沉降，然后通过_____（填操作名称）来实现
（2）我国规定饮用水的硬度不超过25度硬度的表示方法是：将水中的都看作,并将其质量折算成CaO的质量，通常把1 L水中含有10 mg CaO称为1⁰，水中的和Mg^2＋可用一定浓度的Y溶液进行滴定，Y跟都以等物质的量完全反应。现取某地区的地下水样品25．00 mL,用0．01000 mol/L的Y溶液滴定，完全反应时消耗Y溶液15．00 mLa该地下水的硬度为＿＿＿＿，由此判断该地下水＿＿＿（填“符合”或“不符合”饮用水标准
（3）某地下水的硬度是由Ca(HC0₃)₂所引起的，下列方法中能够使之软化的是＿＿＿＿＿
A．将水加热煮沸　B．加入适量的Na₃P0₄
C．加入过量的稀盐酸　D．将水通过磺化煤
（4）工业上采用硫化钠一石灰铁盐法除去含砷废水（砷的主要存在形式为H₃ASO₃的主要工艺
流程如下

已知：a．亚砷酸(H₃As0₃)还原性较强，易被氧化为砷酸(H₃AsO₃)
B．亚砷酸盐的溶解性大于相应的砷酸盐
请回答以下问题：
①废气的主要成分为＿＿＿＿
②写出一级沉砷过程中生成雌黄的离子方程式：＿＿＿＿＿＿
③滤渣B的主要成分有＿＿＿＿＿〔写两种，用化学式表示）

硒₃₄Se和碲₅₂Te都是第VIA族元素，硒是分布在地壳中的稀有元素。工业上用硒鼓废料（主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金）回收精炼硒的流程如下：

已知：

（1）Se的氢化物的电子式是____。
（2）步骤①中通人的氧气使硒鼓废料翻腾，目的是          。
（3）废气的主要成分是____   ；废渣II的主要成分是            。
（4）步骤④中主要反应的化学方程式是       ；步骤⑥反应的化学方程式是          。
（5）根据表中数据，步骤⑤最适宜的分离方法是             。

有两包白色粉末，只知分别是K₂CO₃和NaHCO₃，请你写出鉴别方法（两种）。

下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。

（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO₂并验
证其性质。装置①用于实验室制备NH₃，用装置②制备过量O₂。装置①中发生
反应的化学方程式是                。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气
体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因                       。
（2）乙同学用此套装置合成SO₃，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中
若盛放酸性K₂Cr₂O₇溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是             （生成物中Cr以Cr³⁺形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进                   （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。

（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制
NO和NH₃），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。

请回答：装置⑦的作用可能是           ；若进入装置⑤的NO共22.4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11.2LN₂，则NO的转化率是            。